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如何设计高压变频ca88手机版的矢量控制系统

 

随着髙压大功率变频技术的发展,高压变频器的应用越来越广泛,不仅广泛应用于风机、泵类等对调速性能要求不高的领域中,在轧钢机、电力牵引系统等对系统性能要求较高的领域中,高压变频器的应用也越来越多。这就需要高压变频系统具有更好的调速性能。这样,恒压频比控制策略就难以满足系统所需要的低速大转矩水泵的输出、快速的转矩响应、高速度精度和宽调速范围等性能要求。而矢量控制在普通变频调速系统的应用当中已经十分成熟,因此,采用矢量控制的高压变频调速系统正得到越来越广泛的关注。


本文根据矢量控制的基本原理,设计了一种基于转子磁场定向的高压变频矢量控制系统。该系统主要由移相变压器、功率单元以及矢量控制器组成,图1为6个功率单元串联的高压变频矢量控制系统的简单结构图。由于此高压变频系统的结构采用的是功率单元串联型,结构相对比较复杂,需要一种合适的SPWM控制方法与矢量控制相结合才能够更好的完成控制。而载波移相SPWM控制的基本原理,它能够使系统输出的电压电平数高,谐波含量少,波形更加接近正弦波,非常适用于单元串联型高压变频系统。因此,在高压变频矢量系统的设计中,ca88手机版厂使用载波移相SPWM控制方法与矢量控制相结合,得到驱动脉冲控制功率单元,能够使得矢量控制的算法更好的实现。

图1:高压变频矢量控制系统框图

高压变频矢量控制系统框图

本文设计的高压变频矢量控制系统采用的是基于转子磁场定向的矢量控制方法。该系统是由高压异步电机、单元串联型高压变频器、坐标变换模块、磁链观测器、速度调节器、磁链调节器、载波移相SPWM控制模块等模块组成的。


矢量控制是异步电机的理想调速方法,它的思想就是把ca88手机版电机模拟成直流电机进行控制,目前是国内外研究的热点。本文介绍了矢量控制坐标变换、异步电机数学模型并推导出异步电机按转子磁场定向的矢量控制基本方程式。将转于磁场定向矢量控制策略引入到单元串联型变频器中,设计了基于转子磁场定向的高压变频矢量控制系统,并对其进行了深入研究和分析。


高压变频器每相采用JV个功率单元串联,利用移相变压器可以形成67V脉波多重化整流。为了搭建模型方便简洁,并使仿真结果精确,本文采用三相交流电源代替移相变压器,只要保证三相交流电源的相位角与移相变压器二次侧电压移相角相同,即可保证其仿真效果是等效的。每一相W个功率单元与W组三相交流电源相连接,相邻的三相电源相位相差60°/7V,如此便可形成67V脉波的多重化整流。


将6组三相交流电源中的“PhaseangleofA(degrees)”参数项分别设为25,15,5,-5,-15,-25,即相当于移相变压器二次侧各绕组电压的移相角。通过水泵厂的移相变压器参数设计和计算可知,移相变压器二次侧绕组线电压即功率单元输入线电压为750V。故三相交流电源电压设为750V,频率设为50Hz。仿真时间设为一个周期0.02s,仿真结果如下:利用6个依次移相10°的三相电源代替移相变压器,同样可以得到多重化的效果。


本文采用双极性载波水平移相SPWM控制法产生脉冲,脉冲信号模型包括一个正弦调制波和两个相位相反的三角载波,通过自然采样法比较以产生所需的控制脉冲。调制波和载波通过Simulink的“LogicandBitOperations”库中的“Relationa10perator”模块进行比较后所得信号,再通过适当处理便可得控制逆变器工作的四路PWM脉冲。


为了使仿真界面简洁,仿真参数易于修改,可以进行封装,使其成为一个便于调用的模块。选中已经建立好的脉冲发生模型后右键选择“CreateSubsystem”,形成一个子系统模块,外部只显示输入输出接口。要使此子系统模块适用于不同模型,还需对其进行参数编辑。右键单击该模块,选择“MaskSubsystem”进行封装和参数编辑。为了能够在不同的ca88会员登录模型中重复利用同一模块,在子模块封装前最好将模型参数设置为变量的形式,以便像工具箱中自带模块那样能够在模块对话框中进行编辑和修改参数。在以后的水泵建模过程中,只需通过修改相应参数就能实现调制比、变频器的输出频率等参数设置,进而达到方便快捷的效果。利用此SPWM控制脉冲发生模型,可以十分方便的构造出单元串联型多电平逆变电路的脉冲发生电路。


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点击次数:  更新时间:2017-12-28 09:32:16  【打印此页】  【关闭